光學鍍膜是指在光學零件表面上鍍上一層(或多層)金屬(或介質)薄膜的工藝過程。在光學零件表面鍍膜的目的是為了達到減少或增加光的反射、分束、分色、濾光、偏振等要求。其常用的鍍膜法主要是真空鍍膜。
光學薄膜需在高真空度的鍍膜腔體中實現(xiàn)。常規(guī)鍍膜工藝要求升高基底溫度(通常約為300℃);而較先進的技術,如離子輔助沉積(IAD)可在室溫下進行。IAD工藝不但生產(chǎn)比常規(guī)鍍膜工藝具有更好物理特性的薄膜,而且可以應用于塑料制成的基底(比如眼鏡片等)。
抽真空主系統(tǒng)由真空獲得設備組成(油擴散泵、低溫泵、分子泵),電子束蒸發(fā)、光控、加熱器控制、抽真空控制和自動過程控制集成整個鍍膜機。
兩個電子槍源位于基板兩邊,周圍是環(huán)形罩并被擋板覆蓋。
離子源位于中間,光控窗口在離子源的前方。真空室內有含圓形夾具的行星系統(tǒng)。夾具用于放置被鍍膜的光學元件。使用行星系統(tǒng)是保證被蒸發(fā)材料在夾具區(qū)域內均勻分布的首選方法,夾具繞公共軸旋轉,同時繞其自身軸旋轉。光控和晶控處于行星驅動機械裝置的中部,驅動軸遮擋晶控。背面的大開口通向附加的高真空泵。
薄膜沉積的傳統(tǒng)方法一直是熱蒸發(fā),采用電阻加熱蒸發(fā)源或電子束蒸發(fā)源。
在
光學鏡片鍍膜行業(yè),真空腔室的直徑一般有1350mm或者2700mm兩種,根據(jù)腔體的大小選擇適合抽速的真空泵,在提倡綠色制造和節(jié)能環(huán)保的今天,作為高真空抽氣設備的分子泵因其低能耗和更經(jīng)濟的使用成本,已占據(jù)該行業(yè)的主流,但也有小部分采用油擴散泵作為高真空配置,油擴散泵作為主抽系統(tǒng)有部分局限性,一方面,油的加熱和降溫需要一定的時間,會影響鍍膜機的生產(chǎn)節(jié)拍,且需要定期進行保養(yǎng)和更換;另一方面,鍍膜的基底材料大多為樹脂材料,其主要成分為有機物,鍍膜的靶材大多為氧化物,在整個工藝過程中,一些有機物的雜質或者靶材粉塵隨著真空管道沉積在擴散泵油中,在高溫加熱的條件下,油體會發(fā)生裂解,嚴重影響油體的物理化學性能,隨著時間的延長,會影響擴散泵的真空性能,進而影響光學鏡片的成膜質量和產(chǎn)量。
一般情況下,1套1350mm腔體的鍍膜機,抽速要求大概在12000L/S到15000L/S之間,真空度要求在5.0*10-4Pa,鍍膜工藝過程中,靶材蒸發(fā)瞬間放氣量巨大,且小分子氣體居多(主要是氫氣),這就要求真空泵對小分子氣體有較強的抽氣能力和瞬間排氣能力。